簡(jiǎn)易自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖5 上位機(jī)前面板界面圖

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，對(duì)典型二階震蕩環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬電路連接如圖6 所示。

圖6 二階振蕩環(huán)節(jié)模擬電路圖

　　圖6 所示模擬電路的拉氏運(yùn)算電路如圖7 所示。

圖7 二階振蕩環(huán)節(jié)拉氏運(yùn)算電路

　　將圖7 所示電路進(jìn)行頻域分析有：

　　式1 中參數(shù)為R1 = R2 = R3 = R7 = R8 = 200K,R4 = 10K,R5 = R6 = 100K,C1 = 1uF,C2 = 10uF; 對(duì)上式進(jìn)行拉氏變換可得出系統(tǒng)輸出響應(yīng)函數(shù)為：

　　在MATLAB 中進(jìn)行仿真，可以得到其階躍響應(yīng)曲線，如如圖8 所示：

圖8 二階振蕩環(huán)節(jié)階躍作用下輸出仿真波形

　　圖9 為簡(jiǎn)易自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)二階振蕩環(huán)節(jié)在單位階躍作用下的輸出波形，通過(guò)對(duì)比可知實(shí)驗(yàn)波形與圖8 所示的仿真波形基本一致，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)功能，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

圖9 二階振蕩環(huán)節(jié)在階躍信號(hào)作用輸出波形圖

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　一種簡(jiǎn)易的自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由雙單片機(jī)AT89S52、ATmega16、LM741 等硬件電路和下位機(jī)系統(tǒng)及由LabVIEW 開(kāi)發(fā)的上位機(jī)軟件構(gòu)成。系統(tǒng)充分利用AT89S52 和ATmega16 單片機(jī)軟硬件資源，方便快捷地實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集，PC 機(jī)通過(guò)LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析、處理、存儲(chǔ)和打印輸出。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有電路簡(jiǎn)單、使用靈活方便和擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以廣泛地應(yīng)用于高校自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)室，方便學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，從而有效地降低實(shí)驗(yàn)成本和節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源。